基于量子點(diǎn)的白光led器件的無機(jī)封裝方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，其特征在于：包括如下步驟：制備無機(jī)二氧化硅溶膠：將氨水加到TEOS、H2O和丙三醇混合溶液中，控制溶液的pH在9.5–10；充分?jǐn)嚢韬蠹尤肷倭縋VA水溶液攪拌1.5h后，通過慢速濾紙過濾得粒狀二氧化硅膠粒溶膠，40℃溫度下熟化一個星期得到濃度較大的二氧化硅溶膠；無機(jī)封裝：包括固晶、焊線、點(diǎn)膠、蓋透鏡以及注膠固化。本發(fā)明的基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，可以方便、有效的改善傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂和硅膠封裝方法，有利于提高白光LED器件的透光率；本發(fā)明的制作工藝簡單、效率高、成本低；使得基于量子點(diǎn)的白光LED器件應(yīng)用更廣泛。
【專利說明】基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法；該方法有利于提高白光LED器件的透光率，制作工藝簡單、效率高、成本低；使得基于量子點(diǎn)的白光LED器件應(yīng)用更廣泛。

【背景技術(shù)】
[0002]白光LED作為一種新型固體冷光源，具有低閾值電壓、高亮度、長壽命、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、響應(yīng)快和無輻射等優(yōu)點(diǎn)，被稱為第四代照明光源。LED制造流程一般分為前道工序(芯片制作)和后道工序(封裝)。其中，LED封裝會直接影響到LED的使用性能和壽命。為了能實(shí)現(xiàn)LED具有長壽命和高光效的優(yōu)勢，在封裝這個環(huán)節(jié)必須從LED芯片中引出更多的光，并通過好的散熱設(shè)計(jì)控制工作結(jié)溫。
[0003]目前白光LED器件封裝常用的灌膠材料為環(huán)氧樹脂和硅膠。雖然環(huán)氧樹脂具有良好的介電性、黏結(jié)性等優(yōu)點(diǎn)，但隨著封裝要求的提高，環(huán)氧樹脂作為封裝材料逐漸呈現(xiàn)出劣勢，如固化后內(nèi)應(yīng)力大、不耐機(jī)械沖擊、耐熱性差等。同樣，硅膠作為封裝材料，具有極佳的吸振性、緩沖性及良好的耐熱性、抗紫外光性等優(yōu)點(diǎn)，但硅膠性能受環(huán)境溫度影響較大，隨著溫度升高，硅膠內(nèi)部的熱應(yīng)力加大，導(dǎo)致硅膠的折射率降低，從而影響LED光效和光強(qiáng)分布。使用硅膠封裝時(shí)需要在150°C條件下固化?2h，量子點(diǎn)易損壞，量子產(chǎn)率下降很多。使用有機(jī)硅膠透光率不是很高，不能使光有效發(fā)射出來，這將使量子點(diǎn)在白光LED中的應(yīng)用受限。
[0004]相比較之下，無機(jī)二氧化硅溶膠制作簡單，存儲方便，透光性好。封裝過程簡單，與水溶性量子點(diǎn)混合好，固化條件不苛刻，量子點(diǎn)的光效得到保障，這將使量子點(diǎn)在白光LED中的應(yīng)用更廣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種能夠縮短了封裝時(shí)間、降低了封裝成本、提高白光LED器件的透光率的無機(jī)封裝方法。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，所述無機(jī)二氧化硅溶膠制備后，與水性量子點(diǎn)混合來得到白光LED器件。
[0007]包括如下步驟:
(1)制備無機(jī)二氧化硅溶膠:
(11)將TEOS、H2O和丙三醇加到反應(yīng)容器中，充分混合；
(12)加入氨水，控制步驟(11)中溶液的pH在9.5- 10 ；
(13)加入少量PVA水溶液攪拌1.5h后，通過慢速濾紙過濾得粒狀二氧化硅膠粒溶膠，40°C溫度下熟化一個星期得到濃度較大的二氧化硅溶膠；
(2)無機(jī)封裝:
(21)固晶:在支架上要固晶的地方點(diǎn)銀漿，然后放置芯片，150°C下烘烤2h ； (22)焊線:用金絲將芯片電極與支架連接；
(23)點(diǎn)膠:將水性量子點(diǎn)與步驟(1)制備的無機(jī)二氧化硅溶膠按質(zhì)量比為1:5充分混合，真空除氣30min,點(diǎn)膠至白光,60°C下烘烤30min ；
(24)蓋透鏡；
(25)灌膠固化:將步驟(1)制備的無機(jī)二氧化硅溶膠裝入針筒，將針頭抵住模具內(nèi)表面底部將膠注入，40°C下烘烤lh封裝完成。
[0008]其中所述的TE0S、H20和NH3的摩爾比為:5:150.4:0.178。
[0009]其中所述的水性量子點(diǎn)由實(shí)驗(yàn)直接制備得到或由油相量子點(diǎn)通過轉(zhuǎn)水或在其表面包覆二氧化硅獲得。
[0010]本發(fā)明封裝方法包括二氧化硅溶膠的制備步驟和LED的封裝步驟，其中二氧化硅溶膠采用TE0S水解得到，并在LED的封裝時(shí)將制備好的二氧化硅溶膠與水性量子點(diǎn)混合后形成含有量子點(diǎn)的封裝膠體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、制備無機(jī)二氧化硅溶膠時(shí)加入少量的丙三醇和PVA用于防止薄膜開裂提高薄膜質(zhì)量。在保證其黏度性的情況下盡可能少的加入有機(jī)物，以便得到無機(jī)的封裝材料，提高出光率和穩(wěn)定性。
[0011]2、PH值在9.5^10,既能催化TE0S水解又防止形成較大顆粒，且與水性量子點(diǎn)溶液PH值相同，不影響量子點(diǎn)的性質(zhì)。
[0012]3、聚合反應(yīng)24_36h，以使TE0S反應(yīng)完全。
[0013]4、熟化一個星期使溶膠黏稠度增加，以便更好的用在LED封裝上。
[0014]5、本發(fā)明過程是先制備二氧化硅溶膠，再與水性量子點(diǎn)混合，而不是直接將水性量子點(diǎn)加到TE0S中水解得到，這樣是為了保證量子點(diǎn)分散均勻，不會出現(xiàn)多個量子點(diǎn)包在二氧化硅顆粒中的團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0015]6、封裝材料為無機(jī)材料，使得水相量子點(diǎn)在白光LED中的應(yīng)用不受限制，擴(kuò)大量子點(diǎn)的使用范圍。
[0016]7、無機(jī)二氧化硅溶膠可以和水性量子點(diǎn)很好的混合，均勻性保證發(fā)光品質(zhì)好。
[0017]8、封裝條件簡單，烘烤溫度低，不會破壞量子點(diǎn)的性能，使其發(fā)光效率得到保證，可以改善LED的光效。
[0018]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，可以很好的制備得到全無機(jī)的白光LED器件，有效改善其透光率，有利于提高器件的穩(wěn)定性，延長了納米晶體光電器件的壽命；本發(fā)明的制作工藝簡單、效率高、成本低；使得基于量子點(diǎn)的白光LED器件應(yīng)用更廣泛。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合一個具體是實(shí)施例對本發(fā)明基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法作詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法包括兩大步驟:
一、無機(jī)二氧化硅溶膠的制備，具體方法是:
取10.4g TE0S (0.05mol),加入到27g去離子水(L 5mol)和2g丙三醇的混合溶液中,加入氨水并控制介質(zhì)pH在9.5 - 10，通過充分?jǐn)嚢瑁筎E0S水解，聚合反應(yīng)約24 - 36h完成。溶液由非均相變?yōu)榫鶆蛲该鞯亩趸枘z粒溶膠后，再加入2mL 5wt%的PVA水溶液攪拌1.5h后，通過慢速濾紙過濾可得粒狀二氧化硅膠粒溶膠，然后再在40°C溫度下攪拌蒸發(fā)1個星期，得到濃度較大的二氧化硅溶膠。
[0021]二、白光LED的無機(jī)封裝，具體方法是:
(1)固晶:在支架上要固晶的地方點(diǎn)銀漿，然后放置芯片，150°C下烘烤2h。
[0022](2)焊線:用金絲將芯片電極與支架連接。
[0023](3)點(diǎn)膠:將水相量子點(diǎn)與實(shí)施例一中制備的無機(jī)二氧化硅溶膠按質(zhì)量比為1:5充分混合，真空除氣30min，點(diǎn)膠至白光，60°C下烘烤30min。
[0024](4)蓋透鏡。
[0025](5)灌膠固化:將步驟(1)制備的無機(jī)二氧化硅溶膠裝入針筒，將針頭抵住模具內(nèi)表面底部將膠注入，40°C下烘烤lh封裝完成。
[0026]以上所述量子點(diǎn)為水相，如果是油相量子點(diǎn)可通過轉(zhuǎn)水或在表面包覆二氧化硅來實(shí)施。應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)制備無機(jī)二氧化硅溶膠: (11)將TEOS、H2O和丙三醇加到反應(yīng)容器中，充分混合； (12)加入氨水，控制步驟(11)中溶液的pH在9.5- 10 ； (13)加入少量PVA水溶液攪拌1.5h后，通過慢速濾紙過濾得粒狀二氧化硅膠粒溶膠，40°C溫度下熟化一個星期得到濃度較大的二氧化硅溶膠； (2)無機(jī)封裝: (21)固晶:在支架上要固晶的地方點(diǎn)銀漿，然后放置芯片，150°C下烘烤2h； (22)焊線:用金絲將芯片電極與支架連接； (23)點(diǎn)膠:將水性量子點(diǎn)與步驟(I)制備的無機(jī)二氧化硅溶膠按質(zhì)量比為1:5充分混合，真空除氣30min,點(diǎn)膠至白光，60°C下烘烤30min ； (24)蓋透鏡； (25)灌膠固化:將步驟(I)制備的無機(jī)二氧化硅溶膠裝入針筒，將針頭抵住模具內(nèi)表面底部將膠注入，40°C下烘烤Ih封裝完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，其特征在于:TE0S、H20 和 NH3 的摩爾比為:5:150.4:0.178。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于量子點(diǎn)的白光LED器件的無機(jī)封裝方法，其特征在于:所述的水性量子點(diǎn)由實(shí)驗(yàn)直接制備得到、由油相量子點(diǎn)通過轉(zhuǎn)水或在其表面包覆二氧化硅獲得。
【文檔編號】H01L33/48GK104409612SQ201410604606
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】張家雨, 高小欽, 廖晨 申請人:東南大學(xué)